深圳市小眼睛科技有限公司（簡稱：小眼睛科技）是一家以FPGA、嵌入式系統(tǒng)為核心的設(shè)計公司，小眼睛科技發(fā)布的無線專網(wǎng)通信卡、PCIE采集卡、光纖采集模塊、以及多款FPGA（FPGA+MCU）SOM等行業(yè)解決方案已經(jīng)在合作伙伴中規(guī)模量產(chǎn)，方案覆蓋智能航海、音視頻處理、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通信等多個不同領(lǐng)域。近日，小眼睛科技基于醫(yī)療CT圖像采集方案重磅發(fā)布，用FPGA為智慧醫(yī)療行業(yè)賦能。

所謂醫(yī)療CT（Computed Tomography，計算機斷層掃描）是一種利用X射線和計算機技術(shù)生成人體橫斷面影像的醫(yī)學(xué)檢查手段。相比普通X光的“壓扁”透視，CT是分層掃描，能發(fā)現(xiàn)毫米級病灶，并且輻射可控、檢查快捷，因此，CT已從“高端影像設(shè)備”升級為“臨床決策平臺”，在腫瘤、心血管、急診、基層篩查及智能手術(shù)全鏈條中，實現(xiàn)更早發(fā)現(xiàn)、更快診斷、更低劑量、更普惠支付，成為現(xiàn)代醫(yī)療體系不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。

醫(yī)療CT圖像采集方案

方案簡介

MES-DMS是小眼睛科技打造的一套用于CT成像設(shè)備的數(shù)字信號采集系統(tǒng)，系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：數(shù)字信號采集板（DCB卡）、PCIe采集板、RCS驅(qū)動。數(shù)字信號采集板能夠?qū)⒆疃?8個探測器（DAS）進行配置并收集圖像信號，收集到完整的一組探測器信號后將數(shù)據(jù)組幀并通過光纖接口發(fā)送給PCIe采集卡，PCIe采集卡收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)緩存到DDR中，通知RCS取數(shù)；RCS驅(qū)動完成應(yīng)用于FPGA之間的數(shù)據(jù)傳遞的工作。數(shù)字信號采集板和PCIe采集板采用純硬件 FPGA 架構(gòu)，能夠 7x24 小時穩(wěn)定工作。

鏈路數(shù)據(jù)如下所示：

DCB板與PCIe板的外設(shè)硬件框架如下圖：

DCB板可通過GPIO控制端口以及can總線接收系統(tǒng)總控的相關(guān)控制信號改變工作模式以及監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)。

系統(tǒng)框圖

DCB板

DCB板在系統(tǒng)總主要完成的功能如下：

1. 接收CAN總線上的控制命令；

2. 接收與滑環(huán)控制相關(guān)的脈沖信號，控制觸發(fā)探測器采集射線數(shù)據(jù)；

3. 對探測器的工作模式及相關(guān)參數(shù)進行控制；

4. 接收并解析來自探測器輸出的LVDS信號成10bit數(shù)據(jù)，后做8B/10B解碼解析出探測器輸出的幀信號并校驗數(shù)據(jù)；

5. 將整組探測器數(shù)據(jù)按照ID序列進行排列組幀；

6. 將幀數(shù)據(jù)包進行編碼并做CRC校驗后通過光纖（Serdes）傳輸給PCIe采集卡。

主要包含以下功能模塊（如下圖），其中紫色箭頭為數(shù)據(jù)流向，黃色箭頭為控制流流向：

7. DCB板具備啟動自檢功能，開機后會對板卡上所有的接口進行自檢測試，自檢測試完成后才進入工作狀態(tài)。工作狀態(tài)如下圖：

PCIe板

PCIe板在系統(tǒng)總主要完成的功能如下：

1、 接收PCIe下發(fā)的寄存器值；

2、 通過光模塊接收來自DCB板的幀數(shù)據(jù)包，并解析及做數(shù)據(jù)校驗統(tǒng)計幀的統(tǒng)計結(jié)果；

3、 將接收的幀統(tǒng)計結(jié)果組合到存儲到DDR的數(shù)據(jù)幀中，RCS讀到數(shù)據(jù)幀時可得到傳輸?shù)慕Y(jié)果；

4、 CRC的結(jié)果透傳給RCS，支持RCS端對幀數(shù)據(jù)二次校驗；

5、 當(dāng)在DDR3中存完一幀數(shù)據(jù)后會變更對應(yīng)的寄存器值，RCS會通過輪詢的方式獲取到有新幀接收到。

主要包含以下功能模塊如下圖：

PCIe驅(qū)動

PCIE RCS驅(qū)動負(fù)責(zé)鏈接數(shù)據(jù)從FPGA到RCS端側(cè)算法，組成部分為以下幾部分：

Customer Definition：客戶RCS自定義部分；

MySemiDebugTools：MySemi自研PCIE調(diào)試工具；

Monitor Service：實時監(jiān)控PCIE數(shù)據(jù)傳輸，包括數(shù)據(jù)CRC校驗等操作；

Kernel Interface：Linux Kernel內(nèi)核部分PCIE user space到kernel space側(cè)接口，傳輸PCIE控制命令等；

PCIE Driver：PCIE向設(shè)備注冊等驅(qū)動操作。

技術(shù)優(yōu)勢

01

探測器可配置

·可配置探測器的數(shù)量，4條鏈路均可配置探測器數(shù)量；

·可配置探測器的工作模式，切換工作模式以及測試模式；

·可根據(jù)滑環(huán)轉(zhuǎn)動配置探測器觸發(fā)采集或按照設(shè)置時間間隔出發(fā)采集；

·可通過CAN總線設(shè)置探測器的增益、采樣深度及位寬；

02

運行狀態(tài)可實時監(jiān)控

·可監(jiān)聽探測器的工作狀態(tài)：是否可配置，LVDS傳輸是否誤碼，是否有探測器無數(shù)據(jù)輸出；

·可統(tǒng)計采集數(shù)據(jù)幀的錯幀數(shù)，以及DAS的錯幀數(shù)；

·可統(tǒng)計光纖傳輸上幀數(shù)據(jù)包的丟包數(shù)，錯幀數(shù)，以及接收的總幀數(shù)；

03

FPGA可釋放RCS的CPU的運行壓力

·PCIe卡上有2GB的緩沖，可適應(yīng)CPU的取數(shù)快慢的現(xiàn)象；

04

光纖傳輸內(nèi)含CRC校驗

·PCIe卡接收時可實時查看數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/span>

規(guī)格參數(shù)